[發明專利]一種具有斷裂自鎖功能的礦用鉆桿公接頭及鉆桿

有效

• 申請號: 202111279612.5
• 申請日: 2021-11-01
• 公開（公告）號: CN113700441B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 董昌樂;王傳留;田宏杰;吳智峰;鄢忠方;楊虎偉;李淵;常宏
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: E21B17/042
• 分類號: E21B17/042
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 趙中霞

本發明公開一種具有斷裂自鎖功能的礦用鉆桿公接頭及鉆桿，通過在公接頭內設置自鎖連桿，實現了公接頭外螺紋斷裂后斷裂處以淺的公接頭外螺紋部分與斷裂處以深的公接頭體螺紋部分之間的軸向連接，利用斷裂處以深的公接頭體外螺紋依然嚙合于母接頭內螺紋形成的連接體，從而將斷裂處以深的全部鉆桿提出，有效解決了現有鉆桿斷裂后的掉鉆問題，保證了鉆孔施工的安全性，促進了煤礦安全高效開采。

技術領域

本發明屬于煤礦井下鉆探機具技術領域，具體涉及一種具有斷裂自鎖功能的礦用鉆桿公接頭及鉆桿。

背景技術

煤炭行業作為我國重要的傳統能源行業，是我國國民經濟的重要組成部分，煤炭安全高效開采對保障能源安全、促進經濟發展和保持社會穩定意義重大。煤炭開采過程中面臨瓦斯、突水、沖擊地壓等災害的威脅，鉆孔是煤礦治理瓦斯、防治水害、消減地應力等災害的主要技術手段，鉆桿是鉆孔施工必不可少的鉆探機具，也是煤礦重要資產之一。然而，鉆桿在施工過程中會不斷磨損和疲勞，當達到一定程度后易在薄弱位置發生斷裂，導致掉鉆甚至鉆孔報廢，增加了施工周期和生產成本，一定程度影響了煤炭的安全高效開采。

目前，鉆桿連接主要采用螺紋連接方式，由于結構特點，公接頭螺紋大端部位是主要應力集中區，極易發生疲勞斷裂，施工現場實踐也表明，約80%的鉆桿斷裂發生在公接頭螺紋大端倒數第一牙與倒數第二牙附近。鉆桿斷裂導致鉆探施工的中止，需將因斷裂而掉落在孔內的鉆桿撈出后方可繼續鉆進，打撈掉落鉆桿雖有一定的成功率，但需頻繁的起、下鉆，增大了工人勞動強度，影響了施工效率，增加了鉆孔生產成本和周期；若打撈不成功，不僅會加劇上述損失，還會造成鉆桿掉鉆，導致鉆孔報廢，遺留在孔內的鉆桿更會給后續的煤層回采作業帶來安全隱患。

發明內容

針對現有技術中的缺陷和不足，本發明提供了一種具有斷裂自鎖功能的礦用鉆桿公接頭及鉆桿，以解決鉆桿斷裂導致的掉鉆難題，滿足煤礦安全高效成孔需求。

為達到上述目的，本發明采取如下的技術方案：

一種具有斷裂自鎖功能的礦用鉆桿公接頭，該公接頭設有中心通孔且在該中心通孔內設有自鎖連桿；

所述公接頭兩端分別為公接頭焊接端面和公接頭端面，在靠近公接頭端面設有公接頭外螺紋；公接頭中心通孔為孔徑逐級減小的第一臺階孔、第二臺階孔和第三臺階孔，且在第三臺階孔內壁設有公接頭內螺紋；

所述自鎖連桿包括管狀的連桿本體，連桿本體一端外壁為環形凸臺，另一端外壁為自鎖連桿外螺紋；環形凸臺位于第一臺階孔內且環形凸臺外徑大于第二臺階孔孔徑以使環形凸臺能被第一臺階孔與第二臺階孔之間的臺肩限位，自鎖連桿外螺紋能與公接頭內螺紋旋合以將自鎖連桿安裝在公接頭的中心通孔內。

本發明還包括如下技術特征：

可選地，所述第一臺階孔、第二臺階孔和第三臺階孔自公接頭焊接端面至公接頭端面依次布設；

或所述第一臺階孔、第二臺階孔和第三臺階孔自公接頭端面至公接頭焊接端面依次布設。

可選地，所述公接頭焊接端面與公接頭外螺紋之間為圓柱形的公接頭外壁，公接頭外壁和公接頭外螺紋相接處為公接頭臺肩，公接頭外螺紋為縮徑錐形；所述公接頭焊接端面與第一臺階孔之間為縮徑狀的公接頭縮徑內壁。

可選地，所述自鎖連桿除自鎖連桿外螺紋與公接頭內螺紋旋合外，自鎖連桿其余部位均不與公接頭接觸以保證施鉆過程中自鎖連桿不承受力。

可選地，所述環形凸臺的外徑小于第一臺階孔孔徑，連桿本體的外徑小于第二臺階孔孔徑。

一種具有斷裂自鎖功能的礦用鉆桿，包括桿體和設在桿體兩端的公接頭和母接頭；所述公接頭為所述的具有斷裂自鎖功能的礦用鉆桿公接頭；